Czy warto zainstalować gruntowy wymiennik ciepła?

Gruntowy wymiennik ciepła (GWC) wykorzystuje temperaturę poniżej głębokości przemarzania gruntu, do wstępnego ogrzania lub schłodzenia powietrza trafiającego do centrali wentylacyjnej. Wstępne ogrzanie powietrza zimą obniża koszty eksploatacyjne oraz zapewnia optymalną pracę rekuperatorów podczas niskich temperatur. Latem gruntowy wymiennik ciepła spełnia funkcję najtańszego klimatyzatora - chłodzenie i osuszanie powietrza trafiającego do budynku zdecydowanie poprawia mikroklimat pomieszczeń. Dzięki swoim zaletom jest niemal niezbędnym uzupełnieniem systemu wentylacji mechanicznej opartego na rekuperatorze.

Gruntowy wymiennik ciepła powinien być umieszczony pod powierzchnią terenu, najczęściej na głębokości 1,5 m, gdzie panuje stała temperatura gruntu wynosząca ok. 4°C. Najprostszy w wykonaniu jest wymiennik rurowy - to rura ze specjalnego tworzywa sztucznego (polipropylenowa lub polietylenowa z wewnętrzną warstwą antybakteryjną) o długości 40-60 m, ułożona pod ziemią. Zastosowanie materiałów innych niż dedykowane do wykonania GWC może skutkować obniżoną sprawnością wymiennika bądź brakiem szczelności - w miejscu połączeń rur może dochodzić do przecieków, które spowodują ciągłe zalewanie przez wodę. Do wentylacji w okresie zimowym dla średniej wielkości budynku wystarcza rura o średnicy 160 mm, dla celów klimatyzacyjnych wymagane są te o średnicach 200-250 mm. Minimalna średnica rury powinna być równa lub większa od średnicy króćca montażowego centrali wentylacyjnej. Powietrze do wymiennika dostaje się poprzez czerpnię zewnętrzną - ta zakończona jest siatką zabezpieczającą przed insektami i gryzoniami, oraz
dodatkowym filtrem, którego zadaniem jest oczyszczanie zasysanego powietrza.

W najprostszym wariancie rury GWC ułożone są na wprost w kierunku czerpni. Należy jednak pamiętać, że w okresie letnim może dochodzić do skraplania się pary wodnej w wewnętrznych ściankach wymiennika, stąd rury wymiennika układa się ze spadkiem na ich całej długości, umożliwiając odpływ powstających skroplin. W przypadku niewielkiej działki przewody należy rozmieścić w układzie pierścieniowym otaczającym budynek, o ile to możliwe - z zastosowaniem kolan 33 lub 45 stopni. Ich opory są nieco mniejsze niż w przypadku kolan 90-stopniowych - pamiętaj, aby wszystkie połączenia rur i kolanek oraz trójników były dodatkowo uszczelnione. Odstęp od budynku i pomiędzy poszczególnymi rurami powinien wynosić co najmniej 1 m. W czasie zasypywania wykopu grunt wokół przewodu wymiennika należy etapowo zagęszczać w celu zwiększenia jego przewodności cieplnej i zabezpieczenia rur przed przemieszczaniem się. W przeciwnym przypadku zasypywanie wykopu może spowodować naruszenie konstrukcji GWC i rozszczelnienie niektórych łączeń.

Na skuteczną pracę gruntowego wymiennika ciepła oprócz materiału, z jakiego jest on wykonany, wpływa głębokość (umieszczenie powyżej głębokości przemarzania gruntu spowoduje przemarzanie i mniejszą sprawność wymiennika) oraz rodzaj otaczającego gruntu. Grunt piaszczysty odznacza się najmniej korzystnymi parametrami do odbioru ciepła, najlepsze zaś panują w gruncie gliniastym i wilgotnym. Pamiętaj też o konieczności regeneracji wymiennika - oznacza to, że w ciągu nocy, gdy temperatura powietrza spada, należy korzystać z czerpni ściennej, aby pozwolić na odzyskanie temperatury otaczającego gruntu.

Stosowanie wymienników gruntowych w ostatnich latach staje się coraz popularniejsze. Decydując się na takie rozwiązanie wspomagające ogrzewanie domu, inwestor ma do wyboru rozmaite systemy różniące się trybem pracy, sposobem wykonania, wydajnością i ceną. Oprócz wymienników rurowych wyróżnia się także wymienniki żwirowe, płytowe i glikolowe (z czynnikiem chłodniczym). Wybór odpowiedniego rozwiązania dyktowany jest względami ekonomicznymi, parametrami gruntu oraz wielkością działki.

Autor: Damian Czernik